Métrologie des réseaux IP

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1 Groupe de travail Métrologie Métrologie des réseaux IP Approches, tendances, outils G6 recherche 18 mars 2009 Remerciements Exposé préparé à partir des documents du groupe métrologie Groupe de travail Sur les mesures de performances des réseaux IP Communauté académique principalement (mais ouvert) Documentation disponibles sur le site web Informations sur les Réseaux de Collecte «classification» des outils utiles Veille technologique et évolution des standards Supports des cours donnés par le groupe 2

2 Plan Positionnement de la métrologie réseau Evolutions Métriques IPPM Cas / exemples Les outils 3 Métrologie réseau? Objectif : savoir ce qui se passe sur le réseau En situation normale (tableaux de bord, historique ) En cas d incident Communication : interne, vers homologues, prestataires Débogage : approche factuelle, aspects réseau ßà application Sur mon site, chez mes prestataires, sur l Internet Comment? Instrumentation du réseau (LAN, WAN) Mesurer les paramètres clés du réseau Liens, équipements Mesures actives et passives Instrumenter pour ne pas être manipulé 4

3 Evolutions : technologies et usages Très forte augmentation des débits Ethernet filaire : 100Mb/s (1995) à 100Gb/s (2010) Ethernet sans fil : 11Mb/s (1999) à 100Mb/s (2010) xdsl/câble : 1Mb/s (2000) à 50Mb/s (2009) Arrivée d IPv6 (si, si ) Conséquences sur les usages, les organisations Nouveaux usages possibles : vidéo, tel/ip, P2P Variabilité du profil d usage d un utilisateur Concentration des services hors site, mutualisation Contractualisation plus précise (SLA: débit, délai, QoS, taux de perte..) La criticité du service réseau augmente 5 Evolutions : qq conséquences Conséquences sur les technologies réseaux Apparition de nouveaux protocoles (DCCP, SCTP ) Modification des piles TCP (contrôle de flux) Echelle de variations de débit plus grande et plus rapide Mise de service de la QoS (protection des flux critiques) Conséquence sur la métrologie réseau La métrologie doit être multi-vues En espace : LAN, WAN En acteurs : En technologies (Ethernet, IP, TCP, HTTP ) Evolutions des métriques : nouvelles et plus précises, mieux définies Faut suivre 6

4 Evolutions : métriques IPPM Importants travaux à l IETF autour des métriques IPPM = IP Performance Metrics Exemples de métriques IPPM définies A One-way Delay Metric for IPPM : RFC 2679 A One-way Packet Loss Metric for IPPM : RFC 2680 One-way Loss Pattern Sample Metrics : (RFC 3357) A Round-trip Delay Metric for IPPM : RFC 2681 IP Packet Delay Variation Metric for IP Performance Metrics (IPPM) : RFC 3393 Packet Reordering Metric for IPPM : RFC Voir le cours de Didier Benza 7 Un cas d école «RTT» Mesure du RTT entre deux machines avec ping Ne donne pas les asymétries : de routage, de queuing Sensibilité au traitement spécifique du protocole ICMP Sensibilité aux OS, à leur charge Approche IPPM : RTT = OWD1 + OWD2 OWD1 = délai de A vers B OWD2 = délai de B vers A OWD >= temps de propagation + temps de sérialisation Mesures à l interface réseau Horloges synchronisées par GPS Mesures ponctuelles, statistiques (échantillonnage défini) (mesure indirecte de la charge des liens) 8

5 Exemple OWD sur Paris-Nice (1) La vitesse de la lumière dans le vide est une limite absolue : c = m/s Paris Nice 900 km è Limite basse absolue (dans le vide) : 3 ms pour qu'un signal aille de Paris à Nice è Il ne sert à rien d'espérer mieux 9 Exemple OWD sur Paris-Nice (2) Temps de propagation/propagation delay Temps mis par le signal pour traverser le lien physique ( optique 0,66c m/s sur une FO (fibre De 0,66c à 0,95c sur des liens cuivres Délai pour faire 1000 km = 1000/ = 0,005 soit 5 ms Paris Nice 900 km 4,5 ms pour un Paris-Nice sur une FO 10

6 Exemple OWD sur Paris-Nice (3) Temps d'insertion/serialization delay Temps d'insertion d'un paquet sur une ligne physique Pour insérer 1500 octets sur une ligne de 1Gb/s il faut : 1500x8 / 10 9 = 0, s = 12 µs Pour insérer 1500 octets sur une ligne de 10Mb/s il faut : 1500x8 / 10 7 = 0,0012 s = 1,2 ms Temps de sérialisation -> négligeables 11 Exemple OWD sur Paris-Nice (3) Temps mesuré par les sondes Renater 12

7 Et IPv6? La plupart des outils sont disponibles en IPv6 Tous les systèmes ont une pile IPv6 Les utilisateurs font du v6 sans le savoir (c est le but!) La métrologie IPv6 est encore plus importante qu en IPv4 Vérifier qu il n y a pas de régression de performance Suivre le déploiement d IPv6 Valider le bon fonctionnement de ce qui a été rendu «IPv6 capable» (commutateurs, routeurs, systèmes, services...) IPv6 doit être aussi/plus performant qu IPv4 13 Et IPv6? Un cas d école : «icmp packet too big» filtré Site A L utilisateur a un PC «récent» (double pile IPv4 et IPv6) MTU=1500 Site B : Serveur double pile IPv4 et IPv6 MTU=1270 (Tunnel) Site A L administrateur réseau «teste» IPv6 Filtrage ICMP 14

8 Métrologie : quelques outils Mesures passives (polling SNMP) MRTG => RRDTOOL (amélioration MRTG) => Cacti est un MRTG amélioré => Munin => Mesures passives (Netflow) IPFIX: IP Flow Information export est la standardisation IETF de Netflow avec pour base la version 9 Renetcol (Renater NetFlow Collector) => NTOP => Stager, NFdump/NFsen, FlowTools.. 15 Métrologie : quelques outils Exemple de graphique MRTG Attention au lissage du à l échantillonnage (5 minutes) 16

9 Métrologie: quelques outils Mesures actives Sondes IPPM Ping, smoke ping, tracecoute Iperf (mesure de débit en UPD, de perf en TCP).. 17 Métrologie : les outils Outils de débogage / Analyse Tcpdump Wireshark (capture/analyse de paquets) Tcptrace+xplot, TcpPlot (analyse session TCP).. 18